Badanie efektu Zeemana w widmie atomowym Hg za pomocą

XVI Studencka Sesja Plakatowa
Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego
Badanie efektu Zeemana w widmie atomowym Hg
za pomocą interferometru Fabry’ego-Perota
Wojciech Kulczycki
Celem pracy było wyznaczenie spektralnej odległości
składowych zeemanowskich linii Hg o długości λ = 546,1 nm za
pomocą interferometru Febry’ego-Perota przemiatanego
ciśnieniowo.
Rys. 2. Schemat układu doświadczalnego.
Rys. 1. Schemat rozszczepienia zeemanowskiego linii Hg (λ = 546,1 nm) [1].
Efekty wpływające na szerokość linii spektralnej:
•
efekt Dopplera (ruchy termiczne w lampie): ΔνD ≈ 0,018 cm-1
•
szerokość połówkowa Airy: ΔνAiry ≈ 0,028 cm-1
•
efekt izotopowy i struktura nadsubtelna: Δνizotop ≈ 0,114 cm-1
•
niedoskonałość powierzchni płytek: Δνpow ≈ 0,03 cm-1
•
skończona średnica apertury: Δνapert ≈ 0,006 cm-1
Rys. 3. Schemat działania interferometru Fabry’ego-Perota [2].
Dla każdego skanu
w pierwszej kolejności
sprawdzono liniowość
zmiany współczynnika
załamania n w komorze
interferometru, rysując
zależność położenia
maksimum składowej
π2 od jej numeru na
interferogramie. Z
dopasowania prostych
wyznaczono długości
A przedziału dyspersji
na osi czasu.
Rys. 7. Zależność położenia maksimum składowej
π2 od jej numeru na interferogramie
w polu B1 (I = 38,5 A).
Do wyznaczenia indukcji magnetycznej
użyto wartości Δν12 , która jest
obarczona mniejszą niepewnością
związaną z asymetrycznością profilu
linii wynikającą z obecności struktury
izotopowej. Zatem:
Δν12 [cm-1] Δν23 [cm-1]
Bwyzn [T]
B1 (I=38,5 A)
0,39(2)
0,34(4)
1,67(14)
B2 (I=20 A)
0,31(1)
0,29(2)
1,33(5)
Rys. 8. Interferogram rozszczepienia Zeemana
linii Hg (λ = 546,1 nm) w polu B1 (I = 38,5 A).
Literatura:
Rys. 4. Interferogram linii Hg (λ = 546,1 nm) przy braku pola magnetycznego oraz schemat struktury izotopowej i
nadsubtelnej tej linii [1].
Rys. 5. Interferogram rozszczepienia Zeemana linii Hg (λ = 546,1 nm) w polu B1 (I = 38,5 A) ze zmianą
polaryzacji (ze składowych π na składowe σ) w trakcie pomiaru.
[1]
„Optyka i fizyka atomowa – ćwiczenia laboratoryjne”, praca zbiorowa pod redakcją R. I. Sołouchina, PWN, 1982
[2] http://what-when-how.com/wp-content/uploads/2011/08/tmp6961_thumb2.jpg
Rys. 6. Interferogram rozszczepienia Zeemana linii Hg (λ = 546,1 nm) w polu B2 (I = 25 A) ze zmianą
polaryzacji (ze składowych π na składowe σ) w trakcie pomiaru.